Chemesch Reaktioune geschéien dauernd ronderëm eis - offensichtlech wann een doriwwer nodenkt, awer wéivill vun eis maachen dat wa mir en Auto starten, en Ee kachen oder eise Rasen düngen?
Den Expert fir chemesch Katalyse, Richard Kong, huet sech iwwer chemesch Reaktiounen Gedanken gemaach. A senger Aarbecht als "professionellen Tuner", wéi hien et ausdréckt, interesséiert hien sech net nëmmen un Reaktiounen, déi vun eleng entstinn, mä och un der Identifikatioun vun neien Reaktiounen.
Als Klarman Fellow a Chimie a chemescher Biologie um College of Arts and Sciences schafft de Kong un der Entwécklung vu Katalysatoren, déi chemesch Reaktiounen zu gewënschten Resultater féieren, andeems se sécher a souguer wäertvoll Produkter kreéieren, dorënner och déi, déi e positiven Impakt op d'Gesondheet vun der Persoun kënnen hunn. Mëttwoch.
„Eng bedeitend Quantitéit u chemesche Reaktioune fënnt ouni Hëllef statt“, sot de Kong a Bezuch op d'Fräisetzung vu Kuelendioxid, wann Autoen fossil Brennstoffer verbrennen. „Awer méi komplex a komplex chemesch Reaktioune geschéien net automatesch. Hei kënnt d'chemesch Katalyse an d'Spill.“
De Kong a seng Kollegen hunn Katalysatoren entwéckelt fir d'Reaktiounen ze dirigéieren, déi se wollten hunn. Zum Beispill kann Kuelendioxid a Formesäure, Methanol oder Formaldehyd ëmgewandelt ginn, andeems de richtege Katalysator gewielt gëtt an mat de Reaktiounsbedingungen experimentéiert gëtt.
Laut dem Kyle Lancaster, Professer fir Chimie a chemesch Biologie (A&S) a Moderator vum Kong, passt dem Kong seng Approche gutt zum "entdeckungsorientéierten" Usaz vum Lancaster sengem Laboratoire. "De Richard hat d'Iddi, Zinn ze benotzen, fir seng Chimie ze verbesseren, wat ni a mengem Skript war", sot de Lancaster. "Hien huet e Katalysator, deen Kuelendioxid, iwwer dat an der Press vill geschwat gëtt, selektiv an eppes méi Wäertvolles ëmwandele kann."
De Kong a seng Mataarbechter hunn viru kuerzem e System entdeckt, deen ënner bestëmmte Konditioune Kuelendioxid a Formesäure ëmwandele kann.
„Och wann mir nach net um neiste Stand vun der Technik sinn, wat d'Reaktiounsfäegkeet ugeet, ass eist System héich personaliséierbar“, sot de Kong. „Op dës Manéier kënne mir ufänken, méi déifgräifend ze verstoen, firwat verschidde Katalysatoren méi séier funktionéieren wéi anerer, firwat verschidde Katalysatoren inherent besser sinn. Mir kënnen d'Parametere vun de Katalysatoren upassen a probéieren ze verstoen, wat dës Saache méi séier funktionéiere léisst, well wat se méi séier funktionéieren, wat se besser funktionéieren, wat se méi séier Molekülle kënne kreéiert ginn.“
Als Klarman Fellow schafft de Kong och drun, Nitrater, en üblechen Dünger, deen gëfteg an d'Waasserweeër sickert, aus der Ëmwelt ze entfernen an se a méi harmlos Substanzen ze verwandelen, sot hien.
De Kong huet experimentéiert mat der Benotzung vu Metaller aus der Äerd, wéi Aluminium an Zinn, als Katalysatoren. D'Metaller si bëlleg, net gëfteg a reichlech an der Äerdkuuscht, sou datt hir Benotzung keng Nohaltegkeetsproblemer géif duerstellen, sot hien.
„Mir schaffen och drun, wéi mir Katalysatoren hierstelle kënnen, wou zwee Metaller matenee interagéieren“, sot de Kong. „Wéi eng Reaktiounen an interessant chemesch Prozesser kënne mir aus bimetallesche Systemer kréien, andeems mir zwee Metaller an engem Kader benotzen?“
Bëscher sinn déi chemesch Ëmwelt, déi dës Metaller enthält – si si entscheedend fir de Potenzial vun dëse Metaller fräizesetzen, fir hir Aarbecht ze maachen, genee wéi Dir déi richteg Kleeder fir dat richtegt Wieder braucht, sot de Kong.
Zënter 70 Joer war de Standard, een eenzegt Metallzentrum ze benotzen, fir chemesch Iwwergäng z'erreechen, awer an de leschten zéng Joer oder esou hunn Chemiker an dësem Beräich ugefaang, d'Verbindung vun zwéi Metaller z'ënnersichen, entweder chemesch oder a kuerzer Distanz. Éischtens, seet de Kong, "et gëtt Iech méi Fräiheetsgraden."
Dës bimetallesch Katalysatoren ginn de Chemiker d'Méiglechkeet, Metallkatalysatoren op Basis vun hire Stäerkten a Schwächten ze kombinéieren, seet de Kong. Zum Beispill kann e Metallzentrum, deen schlecht un d'Substrater bindt, awer d'Bindungen gutt brécht, mat engem anere Metallzentrum funktionéieren, deen d'Bindungen schlecht brécht, awer gutt un d'Substrater bindt. D'Präsenz vum zweete Metall beaflosst och d'Eegeschafte vum éischte Metall.
„Dir kënnt ufänken, e sougenannte synergisteschen Effekt tëscht den zwou Metallzentren ze kréien“, sot de Kong. „De Beräich vun der bimetallescher Katalyse fänkt scho un, eng wierklech eenzegaarteg a wonnerbar Reaktivitéit ze weisen.“
De Kong sot, et géif nach ëmmer vill Onkloerheeten doriwwer ginn, wéi Metaller a molekulare Verbindungen sech géigesäiteg binden. Hie war genee sou begeeschtert vun der Schéinheet vun der Chimie selwer wéi vun de Resultater. De Kong gouf fir hir Expertise an der Röntgenspektroskopie bei d'Lancaster Laboratories bruecht.
„Et ass eng Symbiose“, sot de Lancaster. „D'Röntgenspektroskopie huet dem Richard gehollef ze verstoen, wat hannert de Kulisse lass war a wat Zinn besonnesch reaktiv a fäeg mécht, dës chemesch Reaktioun ze maachen. Mir hunn vu sengem extensiven Wëssen iwwer d'Chemie vun de wichtegste Gruppen profitéiert, wat der Grupp d'Dier zu engem neie Beräich opgemaach huet.“
Et kënnt alles op Basischemie a Fuerschung un, seet de Kong, an dësen Usaz gëtt duerch en Open Klarman-Stipendium méiglech gemaach.
„Un engem typeschen Dag kann ech Reaktiounen am Laboratoire ausféieren oder virun engem Computer sëtzen a Molekülle simuléieren“, sot hien. „Mir probéieren e sou komplett Bild wéi méiglech vun der chemescher Aktivitéit ze kréien.“